Estado agregado de matéria pura. Estado agregado das substâncias

Uma característica dos acionamentos hidráulicos e pneumáticos é que para criar forças, momentos de forças e movimentos nas máquinas, esses tipos de acionamentos utilizam a energia de um líquido ou ar ou outro gás, respectivamente.

O fluido usado em um acionamento hidráulico é chamado fluido de trabalho (WF).

Para entender as peculiaridades do uso de RJ e gases em acionamentos, é necessário relembrar algumas informações básicas sobre os estados de agregação da matéria conhecidos do curso de física.

De acordo com as visões modernas, estados agregados de uma substância (do latim agrego - eu anexo, conecto) - são entendidos como estados da mesma substância, transições entre as quais correspondem a mudanças abruptas na energia livre, entropia, densidade e outros parâmetros físicos desta substância.

Na física, costuma-se distinguir quatro estados agregados da matéria: sólido, líquido, gasoso e plasma.

ESTADO SÓLIDO(cristalino Estado sólido substâncias) é um estado de agregação, que se caracteriza por grandes forças interações entre partículas de matéria (átomos, moléculas, íons). Partículas sólidos oscilam em torno de posições médias de equilíbrio, chamadas nós estrutura de cristal; a estrutura dessas substâncias é caracterizada um alto grau ordem (ordem de longo e curto alcance) - ordem no arranjo (ordem de coordenação), na orientação (ordem de orientação) de partículas estruturais ou ordem propriedades físicas.

ESTADO LÍQUIDO- Este é um estado de agregação de uma substância, intermediário entre sólido e gasoso. Os líquidos têm algumas características de um sólido (mantém seu volume, forma uma superfície, tem uma certa resistência à tração) e um gás (toma a forma do recipiente em que está localizado). O movimento térmico das moléculas (átomos) de um líquido é uma combinação de pequenas flutuações em torno das posições de equilíbrio e saltos frequentes de uma posição de equilíbrio para outra. Simultaneamente, ocorrem movimentos lentos de moléculas e suas vibrações dentro de pequenos volumes. Saltos frequentes de moléculas quebram a ordem de longo alcance no arranjo das partículas e causam a fluidez dos líquidos, enquanto pequenas flutuações em torno das posições de equilíbrio causam a existência de ordem de curto alcance nos líquidos.

ESTADO DO GÁS(do francês gaz, que, por sua vez, veio do grego caos - caos) é um estado agregado da matéria em que as forças de interação de suas partículas preenchendo todo o volume fornecido a elas são desprezíveis. Nos gases, as distâncias intermoleculares são grandes e as moléculas se movem quase livremente.

Os gases podem ser considerados como vapores de líquidos altamente superaquecidos ou pouco saturados. Acima da superfície de cada líquido devido à evaporação está o vapor. Quando a pressão do vapor é aumentada para certo limite, chamada de pressão de vapor saturado, a evaporação do líquido para, pois a pressão do vapor e do líquido se torna a mesma. Uma diminuição no volume de vapor saturado faz com que parte do vapor condense, em vez de aumentar a pressão. Portanto, a pressão de vapor não pode ser maior que a pressão de vapor de saturação. O estado de saturação é caracterizado pela massa de saturação contida em 1 m3 de massa de vapor saturado, que depende da temperatura. O vapor saturado pode tornar-se insaturado se o volume for aumentado ou a temperatura for aumentada. Se a temperatura do vapor for muito superior ao ponto de ebulição correspondente a uma determinada pressão, o vapor é chamado de superaquecido.

PLASMA Um gás parcial ou totalmente ionizado é chamado, no qual as densidades de cargas positivas e negativas são quase as mesmas. O sol, estrelas, nuvens de matéria interestelar são compostos de gases - neutros ou ionizados (plasma). Ao contrário de outros estados de agregação, o plasma é um gás de partículas carregadas (íons, elétrons) que interagem eletricamente umas com as outras a grandes distâncias, mas não possuem ordens de curto ou longo alcance no arranjo das partículas.

Como pode ser visto acima, os líquidos são capazes de manter o volume, mas não são capazes de manter sua forma de forma independente. A primeira propriedade aproxima o líquido do sólido, a segunda - do gás. Ambas as propriedades não são absolutas. Todos os líquidos são compressíveis, embora muito mais fracos que os gases. Todos os líquidos resistem à mudança de forma, ao deslocamento de uma parte do volume em relação a outra, embora menos que os sólidos.

Para entender qual é o estado agregado da matéria, lembre-se ou imagine-se no verão perto do rio com sorvete nas mãos. Ótima foto, né?

Assim, neste idílio, além do gozo, pode-se também realizar a observação física. Preste atenção na água. No rio é líquido, na composição do sorvete na forma de gelo é sólido e no céu na forma de nuvens é gasoso. Ou seja, está simultaneamente em três estados diferentes. Na física, isso é chamado de estado agregado da matéria. Existem três estados de agregação - sólido, líquido e gasoso.

Mudança no estado de agregação da matéria

Podemos observar a mudança nos estados agregados da matéria com nossos próprios olhos na natureza. A água da superfície dos corpos d'água evapora e as nuvens se formam. Assim, o líquido se transforma em gás. No inverno, a água dos reservatórios congela, tornando-se sólida, e na primavera derrete novamente, voltando ao estado líquido. O que acontece com as moléculas de uma substância quando ela muda de um estado para outro? Eles estão mudando? Por exemplo, as moléculas de gelo são diferentes das moléculas de vapor? A resposta é inequívoca: não. As moléculas permanecem exatamente as mesmas. Sua energia cinética muda e, consequentemente, as propriedades da substância. A energia das moléculas de vapor é alta o suficiente para se separarem lados diferentes, e quando resfriado, o vapor se condensa em um líquido, e as moléculas ainda têm energia suficiente para um movimento quase livre, mas não o suficiente para romper com a atração de outras moléculas e voar para longe. Com mais resfriamento, a água congela, tornando-se um corpo sólido, e a energia das moléculas não é mais suficiente nem para o livre movimento dentro do corpo. Eles oscilam em torno de um lugar, mantidos pelas forças atrativas de outras moléculas.

A natureza do movimento e estado das moléculas em vários estados agregados da matéria pode ser refletida na tabela a seguir:

Estado agregado da matéria	Propriedades da matéria	Distância entre partículas	Interação de partículas	A natureza do movimento	Ordem de arranjo
	Não retém forma e volume	Muito mais tamanhos as próprias partículas		Caótico (aleatório) contínuo. Eles voam livremente, às vezes colidindo.	Bagunçado
Líquido	Não retém a forma, retém o volume	Comparável ao tamanho da partícula		Eles oscilam em torno da posição de equilíbrio, pulando constantemente de um lugar para outro.	Bagunçado
Sólido	Mantém a forma e o volume	Pequeno em comparação com o tamanho das próprias partículas	Muito forte	Oscilar continuamente em torno da posição de equilíbrio	Em uma certa ordem

processos em que há uma mudança nos estados agregados das substâncias, apenas seis.

A transição de uma substância do estado sólido para o estado líquido é chamada de Derretendo, processo reverso - cristalização. Quando uma substância passa do estado líquido para o gasoso, chama-se vaporização, de gás para líquido - condensação. A transição do estado sólido diretamente para o gás, contornando o estado líquido, é chamada de sublimação, processo reverso - dessublimação.

1. Derretimento
2. Cristalização
3. Vaporização
4. Condensação
5. Sublimação
6. Dessublimação

Exemplos de todas essas transições já vimos isso muitas vezes em nossas vidas. O gelo derrete para formar água, a água evapora para formar vapor. NO lado reverso O vapor se condensa de volta em água e a água congela de volta ao gelo. E se você acha que não conhece os processos de sublimação e dessublimação, não se apresse em tirar conclusões. O cheiro de qualquer corpo sólido não passa de sublimação. Algumas das moléculas escapam do corpo, formando um gás que podemos sentir o cheiro. E um exemplo do processo inverso são os padrões no vidro no inverno, quando o vapor do ar, congelando, se deposita no vidro e forma padrões bizarros.

Estados agregados da matéria(do latim agrego - anexo, conecto) - são estados da mesma substância, cujas transições correspondem a mudanças abruptas na energia livre, densidade e outros parâmetros físicos da substância.
Gás (gaz francês, derivado do caos grego - caos)- isto é estado agregado da matéria, em que as forças de interação de suas partículas preenchendo todo o volume fornecido a elas são desprezíveis. Nos gases, as distâncias intermoleculares são grandes e as moléculas se movem quase livremente.

Os gases podem ser considerados como vapores altamente superaquecidos ou pouco saturados. Acima da superfície de cada líquido, como resultado, há vapor. Quando a pressão de vapor sobe até um certo limite, chamado de pressão de vapor saturado, a evaporação do líquido para, pois o líquido se torna o mesmo. Uma diminuição no volume de vapor saturado causa partes do vapor, em vez de um aumento na pressão. Portanto, a pressão de vapor não pode ser maior. O estado de saturação é caracterizado pela massa de saturação contida em 1 m3 de massa de vapor saturado, que depende da temperatura. O vapor saturado pode tornar-se insaturado se o volume for aumentado ou a temperatura for aumentada. Se a temperatura do vapor for muito superior ao ponto correspondente a uma determinada pressão, o vapor é chamado de superaquecido.

O plasma é um gás parcial ou totalmente ionizado no qual as densidades de cargas positivas e negativas são quase as mesmas. O sol, estrelas, nuvens de matéria interestelar são compostos de gases - neutros ou ionizados (plasma). Ao contrário de outros estados de agregação, o plasma é um gás de partículas carregadas (íons, elétrons) que interagem eletricamente umas com as outras a grandes distâncias, mas não possuem ordens de curto ou longo alcance no arranjo das partículas.

Líquido- Este é um estado de agregação de uma substância, intermediário entre sólido e gasoso. Os líquidos têm algumas características de um sólido (mantém seu volume, forma uma superfície, tem uma certa resistência à tração) e um gás (toma a forma do recipiente em que está localizado). O movimento térmico das moléculas (átomos) de um líquido é uma combinação de pequenas flutuações em torno das posições de equilíbrio e saltos frequentes de uma posição de equilíbrio para outra. Ao mesmo tempo, ocorrem movimentos lentos de moléculas e suas oscilações dentro de pequenos volumes, saltos frequentes de moléculas violam a ordem de longo alcance no arranjo das partículas e causam a fluidez dos líquidos, e pequenas oscilações em torno das posições de equilíbrio causam a existência de curtos -range ordem em líquidos.

Líquidos e sólidos, ao contrário dos gases, podem ser considerados meios altamente condensados. Neles, as moléculas (átomos) estão localizadas muito mais próximas umas das outras e as forças de interação são várias ordens de grandeza maiores do que nos gases. Portanto, líquidos e sólidos têm possibilidades de expansão significativamente limitadas, obviamente não podem ocupar um volume arbitrário e, em constantes, mantêm seu volume, não importa em que volume sejam colocados. Transições de um estado de agregação mais ordenado em estrutura para um menos ordenado também podem ocorrer continuamente. Nesse sentido, em vez do conceito de estado de agregação, é aconselhável usar um conceito mais amplo - o conceito de fase.

Estágioé o conjunto de todas as partes do sistema que têm a mesma composição química e na mesma condição. Isso se justifica pela existência simultânea de fases de equilíbrio termodinamicamente em um sistema multifásico: um líquido com seu próprio vapor saturado; água e gelo no ponto de fusão; dois líquidos imiscíveis (uma mistura de água com trietilamina), diferindo em concentração; a existência de sólidos amorfos que retêm a estrutura do líquido (estado amorfo).

Estado sólido amorfo da matériaé um tipo de estado super-resfriado de um líquido e difere dos líquidos comuns por uma viscosidade significativamente mais alta e valores numéricos de características cinéticas.
Estado sólido cristalino da matéria- este é um estado de agregação, caracterizado por grandes forças de interação entre as partículas de uma substância (átomos, moléculas, íons). As partículas de sólidos oscilam em torno das posições médias de equilíbrio, chamadas de nós da rede cristalina; a estrutura dessas substâncias é caracterizada por um alto grau de ordem (ordem de longo e curto alcance) - ordem no arranjo (ordem de coordenação), na orientação (ordem de orientação) das partículas estruturais ou ordem nas propriedades físicas ( por exemplo, na orientação de momentos magnéticos ou momentos de dipolo elétrico). A região de existência da fase líquida normal para líquidos puros, líquidos e cristais líquidos é limitada do lado Baixas temperaturas transições de fase, respectivamente, para os estados sólido (cristalização), superfluido e líquido-anisotrópico.

Estados agregados da matéria (do latim agrego - eu ligo, eu conecto) - são estados da mesma substância, cujas transições correspondem a mudanças abruptas na energia livre, entropia, densidade e outros parâmetros físicos da substância.

Gás (francês gaz, derivado do grego caos - caos) é um estado agregado da matéria em que as forças de interação de suas partículas preenchendo todo o volume fornecido a elas são desprezíveis. Nos gases, as distâncias intermoleculares são grandes e as moléculas se movem quase livremente.

Os gases podem ser considerados como vapores altamente superaquecidos ou pouco saturados.
Acima da superfície de cada líquido devido à evaporação está o vapor. Quando a pressão de vapor sobe até um certo limite, chamado de pressão de vapor saturado, a evaporação do líquido para, pois a pressão do vapor e do líquido se torna a mesma.
Uma diminuição no volume de vapor saturado faz com que parte do vapor condense, em vez de aumentar a pressão. Portanto, a pressão de vapor não pode ser maior que a pressão de vapor de saturação. O estado de saturação é caracterizado pela massa de saturação contida em 1 m3 de massa de vapor saturado, que depende da temperatura. O vapor saturado pode tornar-se insaturado se o volume for aumentado ou a temperatura for aumentada. Se a temperatura do vapor for muito superior ao ponto de ebulição correspondente a uma determinada pressão, o vapor é chamado de superaquecido.

Plasma Um gás parcial ou totalmente ionizado é chamado, no qual as densidades de cargas positivas e negativas são quase as mesmas. O sol, estrelas, nuvens de matéria interestelar são compostos de gases - neutros ou ionizados (plasma). Ao contrário de outros estados de agregação, o plasma é um gás de partículas carregadas (íons, elétrons) que interagem eletricamente umas com as outras a grandes distâncias, mas não possuem ordens de curto ou longo alcance no arranjo das partículas.

Líquido - Este é um estado de agregação de uma substância, intermediário entre sólido e gasoso.

Os líquidos têm algumas características de um sólido (mantém seu volume, forma uma superfície, tem uma certa resistência à tração) e um gás (toma a forma do recipiente em que está localizado).
O movimento térmico das moléculas (átomos) de um líquido é uma combinação de pequenas flutuações em torno das posições de equilíbrio e saltos frequentes de uma posição de equilíbrio para outra.
Ao mesmo tempo, ocorrem movimentos lentos de moléculas e suas oscilações dentro de pequenos volumes, saltos frequentes de moléculas violam a ordem de longo alcance no arranjo das partículas e causam a fluidez dos líquidos, e pequenas oscilações em torno das posições de equilíbrio causam a existência de curtos -range ordem em líquidos.

Líquidos e sólidos, ao contrário dos gases, podem ser considerados meios altamente condensados. Neles, as moléculas (átomos) estão localizadas muito mais próximas umas das outras e as forças de interação são várias ordens de grandeza maiores do que nos gases. Portanto, líquidos e sólidos têm possibilidades de expansão significativamente limitadas, obviamente não podem ocupar um volume arbitrário e, a pressão e temperatura constantes, mantêm seu volume, não importa em que volume sejam colocados. Transições de um estado de agregação mais ordenado em estrutura para um menos ordenado também podem ocorrer continuamente. Nesse sentido, em vez do conceito de estado de agregação, é aconselhável usar um conceito mais amplo - o conceito de fase.

Estágio é a totalidade de todas as partes do sistema que têm a mesma composição química e estão no mesmo estado. Isso se justifica pela existência simultânea de fases de equilíbrio termodinamicamente em um sistema multifásico: um líquido com seu próprio vapor saturado; água e gelo no ponto de fusão; dois líquidos imiscíveis (uma mistura de água com trietilamina), diferindo em concentração; a existência de sólidos amorfos que retêm a estrutura do líquido (estado amorfo).

Estado sólido cristalino da matéria - este é um estado de agregação, caracterizado por grandes forças de interação entre as partículas de uma substância (átomos, moléculas, íons). As partículas de sólidos oscilam em torno das posições médias de equilíbrio, chamadas de nós da rede cristalina; a estrutura dessas substâncias é caracterizada por um alto grau de ordem (ordem de longo e curto alcance) - ordem no arranjo (ordem de coordenação), na orientação (ordem de orientação) das partículas estruturais ou ordem nas propriedades físicas ( por exemplo, na orientação de momentos magnéticos ou momentos de dipolo elétrico). A região de existência de uma fase líquida normal para líquidos puros, líquidos e cristais líquidos é limitada do lado das baixas temperaturas por transições de fase, respectivamente, para o estado sólido (cristalização), superfluido e líquido-anisotrópico.